诊断性化学实验教学初探.doc

海量资料 超值下载诊断性化学实验教学初探化学实验是一项集科学、严谨、精确的系统工作，实验的结果与诸多因素有关，实验环境、实验条件、实验设施、实验者的素质都可能影响最终的实验结果，一个成功的化学实验必须具备合理的实验方案、严密的实验流程、规范的实验操作。中学化学实验课程教学是培养学生形成良好科学素养，掌握化学研究方法，增强动手能力和思维能力的重要途径。中学阶段，学生不仅要学会设计实验、看实验与做实验，还要懂得“诊断”化学实验，能够发现化学实验中存在的问题并提出解决的方案，能够评价具体实验过程或实验方案的的优劣等。在“诊断”化学实验的过程中，学生发现问题和解决问题的能力将得到很大程度的提高，因此，必须充分重视“诊断性”化学实验课的教学。一、“诊断性”化学实验教学的定义 “诊断性”化学实验教学是以发现化学实验问题、评判化学实验优劣、改进化学实验方法为主要课题的教学活动。一个完整的化学实验包括多方面的内容，包括实验仪器和药品选择、实验操作过程、实验现象观察、实验数据记录与处理、实验结论陈述等等，在纷繁复杂的过程中，总会出现一些或大或小的失误，对实验结果的影响可大可小。开设专门的课堂，针对实验中的过程和细节提出自己的看法和主张，对不合理的过程指出并进行必要的修正，对一个实验所达到的目的进行必要的评估，对实验中出现的一些创新且合理的过程进行收集整理。将细节放大，将结论反复推敲验证，这就是“诊断性”化学实验课堂必须做到的。“诊断性”化学实验课堂不仅要能找“错”，找“短”，还要能够进行纠“错”，找“优”，发现实验中一些合理巧妙的应用等等。 二、“诊断性”化学实验教学的内容化学实验存在安全、准确、合理、简便、环保等诸多要求，“诊断性”化学实验教学到底要“诊”什么，对于实验的分析要从哪些角度入手，都是“诊断性”化学实验教学过程中必须首先解决的问题。根据化学实验过程中可能出现的各种问题，我们可以从以三方面着手“诊断”化学实验。（一）实验仪器药品选用和实验具体操作实验仪器和药品的选用要适应实验的具体要求，不采用与方案不同的仪器和药品进行实验，因为仪器的规格不符合要求或药品的纯度不够，都将对实验结果产生不良影响。实验中操作不规范或是没有按照既定的实验方案进行准确操作也可能造成实验事故。中学化学实验出现此类问题是比较普遍的。例如，在进行蒸馏的过程中，控制温度不够准确，导致温度过高，造成馏分不纯；某些有机化学实验中因为试剂的滴加顺序不对引发诸多副反应；某些反应溶液要求控制准确的pH而没有控制好等等，要解决这些问题必须加强实验人员的基本操作能力，提高实验人员的执行力，培养实验人员具备扎实的实验基本功和科学严谨的态度。（二）实验现象分析和实验数据处理 中学化学实验中的一些错误结论可能来源于对实验现象描述不准确或分析实验现象时引用错误的化学知识原理，也可能来自于实验过程中的数据处理环节。因此在“诊断”化学实验时，不能忽视这些因素的影响。数据处理时如果违背基本的数学方法和化学规律，必然导致出现结论与实验现象的相悖，从而无法形成完整的证据链。有些学生的化学理论基础薄弱，无法抓住实验中的一些关键现象和数据，有些学生是带着备好的现象和数据进行实验的，对实验中获得的现象和数据不予采用。这些现象都是在“诊断性”化学教学中要解决的问题。要处理好这些问题，要求实验者事先要了解化学实验原理，善用数学思维进行数据处理。（三）实验方案设计和实验整体流程 在进行化学实验的过程中，有时候会遇到这种情况，从实验的细节中找不出任何的纰漏，但是进行完一个完整的实验后却得不到预期的效果或目的。问题就出在实验方案设计不合理或是实验的整体流程有失误。因此，在“诊断”化学实验时，也要宏观地关注整个实验方案和实验流程。实验方案的设计要围绕实验目的来进行，方案的可行性应依能够实现预定目的来评判。实验流程中的每个步骤都要为最终的目标服务，因此实验流程必须合理衔接，才能够达到预期的目的。有些学生在进行方案设计的时候，往往只从化学反应方程式的角度来设计方案和流程，而实验的可操作性、安全性、可靠性、便利性等方面考虑不足，在具体做实验时往往因为一些实际的问题而搁浅，甚至导致实验方案的流产。三、“诊断性”化学实验教学的方法（一）利用现代媒体技术，回放法“诊断” 在实验室条件下，可以充分借助现代化的摄影摄像技术来诊断化学实验，及时发现并纠正学生在实验中存在的问题。譬如有些学校利用学生和教师所拥有的个人智能手机抓拍或定向拍摄化学实验，然后教师选取较有代表性的视频进行回放诊断，事实已经证明这种方法的效果很好，许多学生通过视频的回放和定格很快就能发现自己在实验过程中存在操作失误的地方。回放法“诊断”特别适用于实验基本操作技能的教学，一方面，视频拍摄可以很大程度上端正学生的实验态度，使他们能够更专注实验操作，减少失误。另一方面，视频具有不可替代的真实性和回放功能，播放过程让所有错误的操作无处遁形，甚至可以定格某些错误的操作进行精确的辅导和纠正。对教师而言，不仅可以及时发现问题，总结共性错误，还使教师的实验教学更具针对性，有效避免教师空泛讲解，而是做到言之有物，证据确凿。同时视频作为一种课堂辅助手段，可以有效增强课堂的生动性与活泼型，让基本操作实验不再枯燥无味。（二）运用假设法推理，反证法“诊断” 要检验实验方案的可行性，最直接有效的方法就是按照方案中的既定步骤去实施，看是否能够达成预期目的。然而，这样很容易在实验中出现一些意想不到的风险或者造成重复劳动和化学仪器药品的浪费，因此，我们有必要在实验前对实验方案进行必要的“诊断”，对方案不合理的地方进行修正。对化学实验方案进行“诊断”时，可以运用假设法进行推理，假设方案中的叙述是可行的，然后按照既定的操作，结合自身掌握的化学知识，判断可能出现的现象或结果，如果结果与方案所述不同，就可以考虑对方案中的相应操作和流程进行修改。这种方法在验证性实验中应用广泛，按照方案中的步骤去做，可能出现哪些问题，存在哪些弊端，在实验前都一一进行假设推理，如果能得到不一样的结果，方案便是不合理的，就要进行必要的修改。（三）分组或多次实验，对照法“诊断” 中学化学实验有很多的分组实验，也有减少误差而采用的多次实验。多次实验通常是由同一组实验人员多次重复同一实验，分组实验通常是不同组别的人员同时去做同一个实验。这两种形式都可能得到一些不同的结论、现象或数据，如何辨别其中的“正误”，可以对这些不同组别的实验或是多次实施的同一实验进行对照，从中发现那些错误的操作或不甚严密的分析。不仅如此，通过对照不同阶段或不同人员进行的实验过程，可以评价出实验的优劣，从而发现哪操作更为简便合理，哪些操作是多余的。纠正对照中发现的问题，对优化实验过程是非常有帮助的。在对实验进行对照时，要注意进行全面的对照，包括操作过程的对比和实验记录的对比，才能找出真正的错误所在。化学实验既要规范严谨同时又要开放创新，通过对同一实验不同方案的对照，我们可以“诊断”出化学实验的优劣，有助于去劣存优，对实验进行优化，从而形成比较完美的实验方案。对照法“诊断”既活跃了思维，同时也鼓励创新，促进实验水平的提升。对照法“诊断”对养成良好的实验习惯，形成严谨的科学研究态度，克服在实验中出现的随意马虎现象有很大的帮助。（四）合理拆分综合实验，分段法“诊断” 综合性的实验往往由多个复杂的实验操作组成，也就是说，一个综合性较高的实验大多由若干个小实验构成，错误的结论和数据来自于哪一个流程，要进行筛选和甄别，就必须将大的实验合理地拆分成若干个小实验，对实验的进程进行切割分段，逐个查找问题。譬如一台机器出了复杂的故障，只需将机器拆分成零件逐个检查，如果零件本身没有问题，那便是组装的过程出差错。综合性实验的诊断也是如此，查找问题必须分段进行。这要求实验人员对化学实验的基本操作和常见的几个基本类型的实验要非常熟练，这样在诊断的时候才能又快又准。分段法“诊断”化学实验能够让学生形成耐心、专心的实验素质，提高学生的综合实验能力，提高他们应对复杂实验的处理协调能力。在现实的实验中，如何进行分段是个关键的问题，我们可以把某项物质的处理视为其中的一段，也可以将其中的一个流程视为一段，例如在气体的制备中，可以把制备、除杂、收集各视为单独的一段来进行分析都可以。具体实验的要求是不一样的，要具体情况具体分析。教师在教学过程中，可以让学生分组对拆分的小实验进行查找“诊断”，然后再进行综合的评估纠错，这样对学生间的合作学习很有好处。四、“诊断性”化学实验教学的现实意义当前，有些学校不够重视“诊断性”化学实验教学，在平时的实验课上漠视学生的实验操作，对一些不规范或是不合理的操作往往未加提醒和纠正，任由学生自由操作，久而久之，不少学生将错误变成了习惯，便很难纠正。从高考的角度看，近几年出现了一些关于实验找碴、纠错或评价实验题型，考生的答题往往错误频出，不难看出实验教学中的薄弱环节。有些学校虽然重视实验基本操作，但是对于完整实验或是综合实验的方案设计的合理性缺乏重视，即使学生出现了错误的结论，也不要求学生分析“诊断”，而是不了了之。这样导致一些实验综合题的作答令人堪忧。因此，化学实验教学有必要加强“诊断性”课